【正文】 奏的進行工作生產。隨著技術的進步，工業(yè)機器人開始向更多的應用領域發(fā)展，上百種專門用途的“手”，統(tǒng)稱為末端執(zhí)行器，使機器人能夠應對豐富多彩的任務對象，從輪胎、玻璃到布料，從大型金屬熱軋件到微小電子器件。第二代仿人機械手正在加緊研制。它與電子計算機和電視設備保持聯(lián)系。過去20多年，研究人員針對上述關鍵技術進行了長期不懈的探索，因而產生了許多靈巧手樣機，表 11列舉了其中一些設計開發(fā)實例。人手的這兩個主要功能還必須通過肌肉的動力和大腦的控制才能實現(xiàn)。自由度越多，設計難度越大。若要獲得更大的力，電動機只能安裝在手外，如放于小臂內，用柔繩傳遞運動和力。 豐富的感覺 用于靈巧手的傳感器主要有位置和觸覺傳感器。 在環(huán)境對象不確定的應用場合，沒有接觸信息反饋，很難想象靈巧手能完成任何任務。力的測量方式有多種，測鋼絲繩張力和手指關節(jié)力矩，可以分別采用 1維力和力矩傳感器。后者靠接觸傳感器測量。另外，接觸傳感器在分辨率、信號處理、走線，以及制作和價格等方面離應用還有距離。靈巧手在運動學結構上越來越接近人手，但由于觸覺傳感功能滯后，限制了機械功能的發(fā)揮。而在自主控制中，人不直接參與控制過程，運動規(guī)劃所需要的判斷和決策過程已通過算法形式植入機器人控制器，即機器人有自己的大腦?？刂破鞲鶕?jù)人機交互設備輸出的指令，對驅動器進行位置或力伺服控制。機器人要能夠知道物體在何處、物體的形狀如何，并能夠自主規(guī)劃如何完成抓取和操作任務。 另一種過渡策略是將主持控制與自主控制兩者結合。 常熟理工學院畢業(yè)設計（論文） 8 手指關節(jié)的傳動方案設計 手指機構的運動方案設計主要考慮的因素是在滿足運動要求的前提下傳動要平穩(wěn)可靠結構要簡單維護要方便由此在手指機構設計。 圖 21為仿人靈巧手三維模型圖，它是 3自由度 5手指仿人手。當手指需要伸開時，驅動電機外轉，外部鋼絲繩主動拉緊，內部鋼絲繩從動放松，末指節(jié)只受手背牽引力常熟理工學院畢業(yè)設計（論文） 9 時，手指垂直方向運動伸直，此時，內鋼絲伸展段最長，外鋼絲伸展段最短。為了使機器手能夠按照指定的方向和角度運動，機器手還必須有運動方向和角度調節(jié)機構，自我保護機構也是不可少的。外骨骼設計的手指外部只能安裝很薄的用于增加摩擦力的橡膠皮，用于柔性接觸的厚襯墊只能裝于手掌上，而且難于安裝觸覺傳感器；內骨骼設計有利于安裝觸覺或力傳感器以及柔性襯墊。 （弧轉度） 2 0~90176。各關節(jié)中的孔定位一定要精確，否則會出現(xiàn)卡死或者脫離原軌跡的現(xiàn)象，使得手指在運動過程中出現(xiàn)不必要的麻煩。最終我選擇了硬度和剛度都比較合適的鋁合金。制作模型如圖 34 圖 34 常熟理工學院畢業(yè)設計（論文） 13 手掌的結構設計與制作 手掌的作用就是用來連接五個手指，使其有一定的位置布局。 圖 35 在制作手掌的過程中，我遇到了一系列的問題。 常熟理工學院畢業(yè)設計（論文） 14 手指基關節(jié)的機構設計與制作 一般情況下的手指基關節(jié)都是比較復雜的，它需要兩個微直線驅動器驅動，每個驅動器具有直線位置傳感器 (直線電位計 )、電機位置傳感器 (霍爾傳感器 )和光電極限位置傳感器 。當決策與控制系統(tǒng)判斷出有抓緊需要時，發(fā)出指令讓機器手實現(xiàn)抓握動作。每個手指均為一個自由度，分別由一個電機驅動；拇指與食指、食指與中指、中指與無名指、無名指與小指之間有耦合機構，分別由一個電機驅動。 常熟理工學院畢業(yè)設計（論文） 15 靈巧手坐標系的建立 采用 D— H方法 [2]建立靈巧手的坐標系．其基本原則為 ，為每一個關節(jié)指定一個本地的參考坐標系， z軸為旋轉關節(jié)的旋轉方向， z軸方向指向 z。 ) /1?ia (176。 1121232133213 ????????? caccasscacccap x ???? 。 1121232133213 ????????? sacsasssaccsap y ???? 。 22323323 ????? sascacsap z ??? 。 ???????????????????????iciiiiiiiciiciiiiiiciiiFrfpnRNnIINfRFfamF~~~~~~~~~~~~~~~~~*1111??? 式中： 0~~ 11 ?? ?? nn fn ， i=0,1,...,n. i? 為系 i角速度； i? 為系 i角加速度； ai原點Oi加速度； aci為桿 i質心加速度。給定電機的運動后即可對手指的虛擬樣機進行仿真分析，并檢測手指各關節(jié)的轉角 I q II q 和 III q 值，其結果分別如圖 51b 、 c 和 d 所示。手指相對被抓持物體的初始位置如常熟理工學院畢業(yè)設計（論文） 21 圖 52a 所示。從這一抓持物體的仿真過程可以看出，所設的手指具有很好的自適應抓持物體的能力，從而保證了對不同幾何特征物體的有效抓持。綜上所述，步進電機不容易實現(xiàn)控制，直流電機的慣性大，而舵機可以克服以上缺點，因此文中選用舵機。單片機完成控制算法，再將計算結果轉化為 PWM 信號輸出到舵機，由于單片機系統(tǒng)是一個數(shù)字系統(tǒng)，其控制信號的變化完全依靠硬件計數(shù)，所以受外界干擾較小，整個系統(tǒng)工作可靠。而畢業(yè)設計則是對 我 大學四年所學知識的一個綜合的訓練及考核，是對所學知識的應用能力和大學所學理論知識對實踐技能相結合的全面的檢驗。在研究設計 機構時，我優(yōu)化并簡化了 設計，這就省去了一部分時間 。 在以后的工作中， 我 必須進一步深化在實踐中去豐富理論，完善知識結構。 蔣老師 平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計， 圖紙分析 等 整個過程中都給予了我悉心的指導。 然后， 感謝我的家人。 謝謝！ 。感謝所有關心和幫助過我的人。除了敬佩 蔣 老師的專業(yè)水平外， 她 的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作 在本文的完成過程中，我還要感謝的是在大學期間給我授過課的老師，正是他們出色的工作使我掌握了較為扎實的基礎知識，本課題的研究過程中我多次得益于大學階段的學習。 常熟理工學院畢業(yè)設計（論文） 26 參考文獻 [1] 徐元昌，陶學恒，沈曉紅 . 工業(yè)機器人 [M]. 北京： 中國輕工業(yè)出版社 ， 1999. [2] 馬香峰 . 機器人機構學 [M]. 北京： 機械工業(yè)出版社 , 1991. [3] 費仁元，張慧慧 . 機器人機械設計和分析 [M]. 北京： 北京工業(yè)大學出版社 ， 1998. [4] 方建軍， 何廣平 . 智能機器人 [M]. 北京： 化學工業(yè)出版社 , 20xx. [5] 濮良貴，紀名剛 . 機械設計 [M]. 第七版 . 北京： 高等教育出版社 ， 20xx. [6] 張玉如，李繼婷，李劍鋒 . 機器人靈巧手 [M]. 北京： 機械工業(yè)出版社 ， 20xx. [7] 朱輝，曹桄，唐寶寧，陳大復 . 畫法幾何及工程制圖 [M]. 上海： 上海科學技術出版社 ， 20xx. [8] 謝存喜，張鐵 . 機器人技術及其應用 [M]. 北京： 機械工業(yè)出版社 ， 20xx. [9] 華大年 . 機械原理 [M]. 北京： 高等教育出版社 ， 1994. 常熟理工學院畢業(yè)設計（論文） 27 致謝 經過半年的忙碌和工作，畢業(yè)設計接近了尾聲， 在這段時間中我所做的工作是比較膚淺的，很多方面由于知識跨度較大，我的設計方面的基礎顯得很欠缺，所以遇到了不小的困難。也為我即將面臨的工作奠定了很好的基礎。真正做到了理論聯(lián)系實際，把以前所學的知識綜合貫通進行實踐，并在實踐中不斷學習和自我完善。 畢業(yè)設計作為綜合性的設計，它不同于以前教學中的實驗、課程設計等實踐環(huán)節(jié)。舵機是一個典型閉環(huán)反饋系統(tǒng)?？v觀機器人大